浅谈总图设计优化与工厂物流的关系

摘 要：作者分析了总图设计与工厂物流之间的关系。以及工厂物流的优劣怎样影响到工厂的运行效率和投资收益。设计过程中优化物流体系需要关注的几个技术要点。

关键词：总图设计 工厂物流 物流体系 立体仓库

工厂物流系统系指物资和材料从进入工厂，经过贮存、加工、制造，装配，包装直到出厂的过程中，物料在个装置之间、车间之间，工序之间的的流转、移动和贮存，他贯穿于整个生产过程，形成一个有机的整体，称为工厂物流。

工厂物流可分为三个部分：供应物流系统；生产物流系统，销售物流系统。其中供应物流系统和销售物流系统主要影响因素是工厂选址。总图设计主要关注的是其中的生产物流系统。因为生产物流系统交织在生产工艺的流程之中，总图设计的结果对生产物流系统的好坏起到重要的作用。

优秀的生产物流系统对于工厂的正常运转是非常的重要的，它从以下几个方面影响到工厂的运行效率和效益。

1.好的物流体系下，整体物流路线是最短的，可以大幅度地减少搬运的工作量，可以节省大量的人工和设备开支。

2.好的物流体系，使各个工序衔接更加紧密，从而可以更加紧凑地布置装置和设备，也就是说可以降低投资额，并且降低运行开支。

3.好的物流系统可以减少物料的停滞和等待，可以降低库存量，从而降低贮存的面积和设备，降低投资和人员设备费用

4.降低库存的更大的好处是可以减少流动资金占用，加快资金周转，提高经济效益。

5.好的物流体系通过采用合适的运输和贮存设施和方案来减小物料的损耗和能源的消耗，提供工厂运行的效益。

为了在总图设计环节最大程度地优化生产物流体系，需要在设计的整个过程中关注以下几个重要的因素。

1.工厂平面布置过程中，优化物流的路径。主要的原则是物流路线要简洁，在缩短物流长度的同时，清晰物流路线。即物流的迂回、交叉和重复的路线，便于设施的维护管理和使用。

2.工厂物流必须要要与生产流程同步化。工厂物流的核心功能是被加工的物料在不同的工艺装置间流转，其他的物流活动的规模和重要性都不及此。因此工厂的平面布置的最主要的原则就是各个工艺装置的布置要最大程度便于物料在其间的流转。其中主要物料的流转量，流转距离，流转路径是影响工厂物流是否优秀的关键因素。

为了优化物料在工艺装置间的流转，首先需要深入了解，并且量化计算各个装置之间几种主要物料的流转量，流转节奏；其次再根据以上的资料构建工艺装置的布局和物料流转路线，尽量做到物料流转路径最短，路线最简洁，交叉和重复最少。最后，再根据不同性质的物料的包装方式和运输载体的不同进行适当地调整，使包装和运输方式类似的物料尽量按照相同的路径流转，这样可以更好地提高物料流转效率，提高设施的利用率。

3.采用先进高效的物料搬运机械，采用标准化，模块化的包装形式，有利于提高物流效率，减少仓储面积和搬运人工消耗。单元化立体化的仓库形式，结合吨桶，吨袋，托盘等单元化的包装形式，可以显著地提高物流效率，是提高物流体系质量的行之有效的方法。单元化的立体仓库也更加便于采用信息化管理手段，结合自动分拣装置和自动输送装置可以构建效率更高，人员更少，更加适应信息化管理的自动仓库系统。这些设施和方法的采用可以达到显著的提高效率，降低库存的效果。

4.采用看板运输管理。采用看板模式进行运输管理是物流信息化的一个重要手段。这里的核心是将运输要素进行单元化定义。这里的单元可以是单个的托盘、料罐、箱体等包装单体，也可以是若干个上述包装单体作为一个单元。采用看板运输管理，特点是信息采集过程简单，信息可视性强，达到低成本实现信息化的目的。

下面结合新疆某煤炭分质利用工程设计实例，说明如何在设计过程中优化物流体系。该项目年处理原煤600万吨，包括390万吨/年兰炭装置，6万Nm3/h荒煤气制氢装置、65万吨/年焦油加氢装置等主装置部分；以供配电和供热为主的公用工程及辅助设施区，以给排水工程为主的公用工程及辅助设施区（2），厂前区，储运工程，火炬和汽车装卸站等辅助及公用工程设施，全厂通道和停车场等设施。

本项目的年运输吞吐量大约为1000万吨，其中运入为600万吨，运出为400万吨以上。为了优化该项目的物流体系，我们将整个工程项目的整体划分为4个功能片区，由北向南顺序布置。从北到南他们分别是公用工程设施和装卸站台片区；储罐片区，包含原料罐区和中间罐区以及成品罐区；装置罐片区，包括焦化装置、加氢装置和净化制氢装置；最后是变电所和辅助装置区。整体呈南北狭长，东西窄的形状。

主要物流的出入口位于东侧狭长边的中部。

采用这样的布置方式有以下几个优点。

1.各个装置和设施都按照功能归类布置，一方面有利于生产管理和安全管理，另一方面，同样的设施归集到一起可以最大限度地缩短物流的路径长度，节省物流的成本

2.不同的物流方式也同时分类集中，便于物流作业的进行。罐区和罐区之间，罐区和主要装置之间，主要装置和辅助装置之间的物流方式是管道运输。这几个部分之间都是紧密连接的，因此管廊的布置路径较短，而且可以统一布置，物流路径清晰，便于管理和维护。而主要原料和主产品到主装置的物流（原料煤和兰碳）采用皮带运输。原料的主入口距离主装置距离最短，而且这两个物流的路线非常集中，有利于缩减皮带运输的物流路线。

3.公用工程和辅助装置是物流负荷最小的部分，在这里流通的物料都是零散和偶发的运输作业。将这两个部分分拆布置在整个厂区的南北两个顶端，包围主装置布置。这样一方面可以缩短主装置和罐区的物流路径，同时也使主原料和主产品的运输路径达到最短的效果。

4.装卸车站台位于项目的最北端，靠近罐区的位置。这样外部进出的车辆可以不经过装置区域即可直接到达装卸区域，即缩短了物流路线，又便于外来车辆的管理，可以避免外部的运输车辆深入厂区内部，提高了项目整体的安全性。

总之，作为工厂物流的决定性因素，总图运输设计中必须重点关注物流的优化设计，既要保证满足工艺设计条件，同时还要符合安全和环保的技术要求。在这个基础上还要尽量优化工厂内部物流体系和进厂出厂物流体系。要达到物流系统优化的目的，前提是对工厂的物流需求有清晰的了解和整体的把握，然后才可能有针对性地作出适合的设计方案。设计方案完成以后，有必要对于项目的整体物流负荷做一个整体的评估和测算，看看是否达到了优化的效果。只有这样，才能为工厂的低成本高效率地运行打下基础。

参考文献

[1]《工厂总图运输仓库设计手册》机电部总图手册编写组.

[2]《公路路线设计规范》.